JPH051838A

JPH051838A - 空調制御装置

Info

Publication number: JPH051838A
Application number: JP3153450A
Authority: JP
Inventors: Masako Kitadou; 真子北堂; Izumi Mihara; 泉三原; Hiroyuki Ibe; 浩行井邊
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1991-06-25
Filing date: 1991-06-25
Publication date: 1993-01-08
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: JP2644106B2

Abstract

(57)【要約】【目的】室温の検出結果のみならず、人体の皮膚表面温
度の検出結果をも有効に利用して、空調装置の制御モー
ドを変えることにより、短時間で深い睡眠状態に移行さ
せるような空調制御装置を提供する。【構成】人体の皮膚表面に装着される人体温度センサー
１と、人体温度センサー１の出力により人体の皮膚温を
検出する皮膚温検出部２と、室温と略同じ温度となるよ
うに配置された室温センサー３と、室温センサー３によ
り室温を検出する室温検出部４と、皮膚温検出部２と室
温検出部４の各検出出力に応じて空調装置７の制御モー
ドを判定する判定部５と、判定部５で判定された制御モ
ードに基づいて制御信号を空調装置７に出力する出力部
６とから構成される。【効果】スムーズに深睡眠状態に誘導できる空調制御が
可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、就寝をスムーズにして
良質の睡眠を確保できるように寝室環境を整える空調制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、複雑化した社会の中で、不安、不
満、怒り、いらいら等の心理的、精神的なストレスが増
大しており、これらのストレスが不眠症などの原因とな
ってきている。このようなストレスを解消し、睡眠状態
に早く誘導し熟睡させる方法として、音刺激や振動刺激
を使用者が心地よいと感じる程度に与えたり、室内や寝
床内の温度や湿度を使用者が心地よいと感じるように調
節するのが効果的であることが知られている。このよう
な知見に基づいて、従来より、就寝をスムーズにして良
質の睡眠を確保するための入眠誘導方法として、エアコ
ンを使用して室内の温度、湿度を最適に調節する方法が
考えられており、「おやすみタイマー」を用いてエアコ
ンによる室温調整を睡眠に合わせて変化（就寝後にある
程度上昇）させるようにしていた。

【０００３】また、他の入眠誘導装置として、輻射熱を
発することができる蓄熱材あるいは蓄冷材にて構成され
た熱輻射板を就寝者の枕元に設置し、就寝者の顔面を含
む頭部付近に温熱あるいは冷熱を輻射せしめる装置が提
案されている。

【０００４】ところで、睡眠中は代謝を最低にする必要
があるため、身体部位間での温度差を無くし、熱移動を
なるべく小さく保とうとする。入床前、脚部などの抹消
部は一般に温度が低く、頭部や体幹部は温度が高い状態
であるため、早くスムーズに深い眠りに就くことができ
るようにするには、脚部の温度と頭部の温度を検知し、
冷えている部位は暖め、温度の高い部位は冷やしてやる
ようにして、身体部位間での温度差が無い状態にしてや
る制御方法が望ましいのであるが、身体部位別の温度を
検知したり、それによって制御のパターンを変えて、好
ましい空調状態をつくり出すための制御方法を採ってい
る機器は今までに無かった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、エアコ
ンの「おやすみタイマー」は単に就寝後に或る程度温度
を上昇させた後、一定の温度状態で運転させるため、体
温調節機能の働かない深睡眠期（ｓｔ．３又はｓｔ．
４）やレム睡眠期には身体が冷え過ぎる又は温度の不適
切（高過ぎたり、低過ぎたりする）が原因で中途覚醒が
生じることがあった。

【０００６】また、輻射熱を発することができる蓄熱材
あるいは蓄冷材にて構成された熱輻射板を就寝者の枕元
に設置し、就寝者の顔面を含む頭部付近に温熱又は冷熱
を輻射せしめる入眠誘導装置においても、温度が一定又
は朝方にかけて徐々に漸増するようになっているため、
上記エアコンと同様に深睡眠期やレム睡眠期での身体の
冷え過ぎ、中途覚醒などの問題が生じることがあった。

【０００７】その上、両者とも入床時の就眠者の身体の
温度状態（身体が冷えている時とそうでない時など）に
関係なく、予め定められたタイムスケジュールに基づい
て温度が制御されるため、体温調節機能の低下する睡眠
時には適当な制御がいつも行われているとは限らなかっ
た。

【０００８】また、人体の温度（皮膚温）を身体部位別
に検知し、その温度情報を基に制御しているわけではな
いため、脚部等の四肢末梢部では冷え過ぎ、あるいは、
末梢部での冷え過ぎを無くするために設定温度を上昇さ
せることが原因で生じる暑さのために、適切な空調制御
が行われておらず、入眠速度、さらに詳しくは、深睡眠
期に達するまでの時間が非常に長く必要となるという問
題があった。

【０００９】さらに、睡眠のサイクル毎にレム睡眠期が
出現する時間帯は毎日少しずつ遅れて現れ、それが約２
週間程度の周期を持っていると言われているが、その出
現時間の遅れを考慮しているものは今までに無く、睡眠
リズムを８０〜１１０分周期で捉え、その時間によって
制御する場合、日が経つにつれて、実際の睡眠状態との
ズレが生じるという問題があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る空調制御装
置にあっては、上記の課題を解決するために、図１に示
すように、人体の皮膚温、特に額を含む頭部と脚部の温
度を検知し、検知された両部位での温度の程度や温度差
によって空調の制御パターンを変えるように構成されて
いる。また、図３の構成では、入床前の室温がどのよう
な状態になっていたのかを検知でき、そして、入床時の
人体の皮膚温の状態を検知できるように構成されてい
る。さらに、図６又は図９の構成では、就寝モードの温
度上昇パターンも皮膚温によって適切に変更でき、温度
上昇後も、８０〜１１０分のレム・ノンレムサイクルに
合わせた温度変化の制御をタイマーで自動的に行うこと
ができるように構成されている。さらに、図１０の構成
では、検知した額部皮膚温より、睡眠リズムを演算・判
定し、位相遅れも考慮して推定し、フィードバックをか
けて空調の制御を行うように構成されている。また、レ
ムリズムの日による位相遅れをも考慮して、位相のずれ
を解消している。

【００１１】

【作用】前記構成に従い、本発明では、主として額部と
脚部から検知された皮膚温の状態により、空調の制御パ
ターンが変わるようになっているため、身体各部位間で
の温度差を速やかに小さくすることができ、深睡眠状態
に至るまでの経過が非常にスムーズで、しかも所要時間
が非常に短くなる。また、入床前の寝室の温度状態を検
知しているため、入眠モードの温度上昇時間が適切に変
更でき、人体を冷し過ぎたりすることなく、入眠誘導の
効果を一層高めることができる。また、一晩の睡眠にお
いても、睡眠リズムに合わせて温度を変化させ、しか
も、各サイクルにおいては、浅睡眠期では徐々に温度が
低下していくが、深睡眠期においては、体温調節が働か
ないことが原因となって生じる冷え過ぎ現象が生じない
ように、深睡眠期になる少し前から温度が上昇するよう
に制御している。さらに、レムリズムが毎日少しずつ位
相遅れを生じる現象を考慮して、入眠モード後の温度変
化の周期を毎日少しずつ位相が遅れるように制御してい
る。

【００１２】

【実施例】本発明の一実施例のブロック構成図を図１に
示す。図中、１は人体の皮膚温を検出するための人体温
度センサーであり、サーミスタ、熱電対、赤外線センサ
ーなど、温度を検出できる手段であれば何でも良く、頭
部や顔部及び脚部や足部の皮膚表面に装着されている。
２は皮膚温検出部であり、人体温度センサー１の出力信
号はこの皮膚温検出部２に入力されて、ここで、頭・顔
部の温度や脚・足部の温度が検出される。また、３は室
温センサーであり、サーミスタ、熱電対、赤外線センサ
ーなどで構成され、室温を検出できる箇所に配置されて
いる。４は室温検出部であり、室温センサー３の出力信
号はこの室温検出部４に入力されて、ここで、室温が検
出される。５は判定部であり、皮膚温検出部２と室温検
出部４の出力信号はこの判定部５に入力されて、これら
の信号情報を元に温度制御パターンが判定される。

【００１３】ここで、夏期における睡眠の深さと皮膚温
の関係は、図２に示すようになる。まず、覚醒時には、
部位間での温度差が大きく、約３３〜３７℃の範囲にあ
り、足部（腿）等の駆幹部の温度が最も低く、次いで、
体幹部の温度が高く、頭部や手指などの末梢部の温度が
最も高くなっている。ところが、睡眠が深くなるにつれ
て、部位間での温度差は小さくなり、ｓｔ．１又はｓ
ｔ．２の浅い睡眠期では、脚部の温度が上昇して約３℃
位の幅になっており、さらに深いｓｔ．３又はｓｔ．４
の深睡眠期では、約３５〜３６．５℃（末梢部も含めれ
ば約３５〜３７℃）の非常に狭い範囲内に収束してい
る。したがって、判定部５では、人体各部の温度を計測
した入力信号情報により、判定を行い、運転モード信号
を出力部６に出力する。まず、脚・足部温度が低く、頭
・顔部温度が低温から高温までの範囲である場合には、
運転モードは上昇モードとする。また、脚・足部温度が
高く、頭・顔部温度が中温から高温度までの範囲である
場合には、運転モードは低下モードとする。また、脚・
足部温度が適温で、頭・顔部温度が低温から高温度まで
の範囲である場合には、運転モードは維持モードとす
る。

【００１４】出力部６では、判定部５からの判定出力に
応じて適切な制御モードの信号を空調装置７に出力し、
空調を制御する。すなわち、就寝時、特に入眠時には額
を含めた頭部温と脚部温に注目し、その中でも冷却され
やすい脚部温に少し重点を置いて、脚部温が図２の深い
睡眠期の収束温度よりも低い場合は、運転モードを少し
上昇させるパターンとし、また、脚部と額部の温度が共
に高い場合は、少し温度を低下させるパターンとし、脚
部が適温範囲にある場合は、現状維持のパターンになる
ように制御する。空調装置７は、エアコンや、頭部を輻
射により加冷・加温させる装置などの一般的な空調装置
である。

【００１５】図３は本発明の他の実施例のブロック構成
図である。本実施例では、室温検出部４にタイマー付き
メモリー９が接続されており、入眠モードやおやすみタ
イマー等のスイッチが入力される１〜２時間前の寝室の
温度の変化状態や、定常温になっていた時間を記憶して
おく。また、人体温度センサー１には、人体検出センサ
ー８が付加されており、これらの出力信号は判定部５に
入力され、就眠者が寝室にいた時間や人体の皮膚温の状
態（高さ）、寝室の温度変化のパターンを元に入眠モー
ドの入力直後の温度上昇パターンが決められる。

【００１６】図４は入床の１〜２時間前の寝室温度変化
を示す。図４のに示すように、室温が高温から適温へ
と低下している場合において、体温が低過ぎないときに
は、図５に示す従来の就寝モード（入床後約１時間か
けて温度が上昇する）が働く。また、図４のに示すよ
うに、入床時点の一定時間前に室温が適温の定常状態に
既に達しており、また、皮膚温も低い場合には、図５に
示す新就寝モードが働き、入床後、２０〜３０分で温
度が上昇するように制御される。したがって、その時々
に適合した時間で温度が上昇するように判定部５からの
信号に応じてタイマー１０が働き、出力部６へと信号を
出力する。

【００１７】図６は本発明の別の実施例の要部の構成を
示している。この実施例では、睡眠リズムに合わせて空
調を制御するものである。タイマーとしては、入眠時に
温度が少し上昇する就寝モード用のタイマー１１と、睡
眠リズム用のタイマー１２の２種類があり、タイマー１
１が働いた後、スイッチＳＷでタイマー１２に切り替わ
るようになっている。タイマー１２は、８０〜１１０分
で睡眠が深くなったり、浅くなったり、レム睡眠が出現
したりする睡眠リズムを計るように構成されている。

【００１８】図７に本実施例の動作を示し説明する。就
寝モードが働いた後、主に２サイクル目からの温度を、
浅睡眠期には少し温度を下げるように制御し、深睡眠期
に移行する少し前からレム期の終わりにかけて徐々に上
昇するように制御し、これをサイクル毎に繰り返す。レ
ム睡眠とノンレム睡眠のサイクルは約８０〜１１０分と
定まっているため、タイマー１２の出力信号により、繰
り返して制御する。

【００１９】また、レム睡眠の出現時は図８に示すよう
に毎日少しずつ遅れ、約半月周期のリズムを持っている
ため、図９に示すように、１サイクルずつの温度変化パ
ターンに位相のずれ（遅れ）を生じさせるためのレムリ
ズム用のタイマー１３を設けると、日々による位相差が
無くなる。

【００２０】さらに、効果を上げるためには、図１０に
示すように、額温から睡眠リズムを演算・判定させる睡
眠リズム判定部１４を設けて、この睡眠リズム判定部１
４からの判定信号をフィードバックさせて温度制御を行
う。額温と睡眠深度との関係は図１１に示すとおりであ
り、相関が高く、額温が睡眠リズムよりも２サイクル目
以降、１０〜２０分の位相のずれ（遅れ）を生じるが、
この位相を補正して、睡眠リズムを推定できる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１記載の空調制御装置では、人体
の皮膚表面温度と室温の検出結果に応じて空調装置の制
御モードを変えるように構成したので、スムーズに深睡
眠状態に誘導できるような制御が可能となるという効果
がある。

【００２２】請求項２記載の空調制御装置では、入床前
の寝室の温度状態を時間情報と共に検出し記憶している
ため、入眠モードの温度上昇時間を適切に変更でき、人
体を冷し過ぎたりすることなく、入眠誘導効果を一層高
めることができる。

【００２３】請求項３又は請求項４記載の空調制御装置
では、一晩の睡眠においても、睡眠リズムに合わせて温
度を変化させるので、良質な睡眠を提供できるという効
果がある。

【００２４】請求項５記載の空調制御装置では、額温セ
ンサー及びその検出部からの信号により睡眠リズムの演
算と判定を行う睡眠リズム判定部を設けたので、毎日の
レムリズムの位相遅れを検出して、睡眠リズムに適合し
た空調制御を行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図２】睡眠の深さと皮膚温の関係を示す説明図であ
る。

【図３】本発明の第２の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図４】入床前の寝室温度変化を示す説明図である。

【図５】本発明の就寝モードの説明図である。

【図６】本発明の第３の実施例の要部構成を示すブロッ
ク図である。

【図７】睡眠リズムに適合した制御の動作説明図であ
る。

【図８】レムリズムの遅れに対応した制御の動作説明図
である。

【図９】本発明の第４の実施例の要部構成を示すブロッ
ク図である。

【図１０】本発明の第５の実施例の要部構成を示すブロ
ック図である。

【図１１】額温と睡眠深度の関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１人体温度センサー２皮膚温検出部３室温センサー４室温検出部５判定部６出力部７空調装置８人体検出センサー９タイマー付きメモリー１０タイマー１１就寝モード用タイマー１２睡眠リズム用タイマー１３レムリズム用タイマー１４睡眠リズム判定部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】人体の皮膚表面に装着される人体温度
センサーと、人体温度センサーの出力により人体の皮膚
温を検出する皮膚温検出部と、室温と略同じ温度となる
ように配置された室温センサーと、室温センサーにより
室温を検出する室温検出部と、皮膚温検出部と室温検出
部の各検出出力に応じて空調装置の制御モードを判定す
る判定部と、判定部で判定された制御モードに基づいて
制御信号を空調装置に出力する出力部とから構成される
ことを特徴とする空調制御装置。
【請求項２】室温検出部には、室温の変化を時間情
報と共に記憶するためのタイマー付きのメモリーが接続
されており、人体温度センサーには、室内の人体の有無
を検知する人体検出センサーが接続されており、判定部
の判定信号により設定時間を可変とされたタイマーを備
えることを特徴とする請求項１記載の空調制御装置。
【請求項３】タイマーとして、睡眠リズム用のタイ
マーと、就寝モード用のタイマーの２種類を有すること
を特徴とする請求項１記載の空調制御装置。
【請求項４】タイマーとして、睡眠リズム用のタイ
マーと、就寝モード用のタイマーと、レムリズム用のタ
イマーを有することを特徴とする請求項１記載の空調制
御装置。
【請求項５】額温センサー及びその検出部からの信
号により睡眠リズムの演算と判定を行う睡眠リズム判定
部を有することを特徴とする請求項１記載の空調制御装
置。